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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere ein fluiddynamisches Lagersystem mit konischen Lagern, welches insbesondere zur Drehlagerung eines Spindelmotors verwendet werden kann. Spindelmotoren mit derartigen fluiddynamischen Lagern werden beispielsweise zum Antrieb von Festplattenlaufwerken oder Lüftern verwendet.
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Stand der Technik
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Die
DE 10 2009 009 505 A1 offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem mit zwei gegeneinander arbeitenden konischen Lagern. Jedes konische Lager weist einen an einer feststehenden Welle angeordneten Lagerkonus auf, welcher mit einem Gegenlager zusammenwirkt, welches in einem Rotorbauteil angeordnet ist. Die Lagerflächen jedes konischen Lagers sind durch einen eigenen, mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt voneinander getrennt. Die Lagerspalte der beiden konischen Lager weisen jeweils zwei offene Enden auf, die jeweils durch teilweise mit Lagerfluid gefüllte Dichtungsspalte abgedichtet sind. Die inneren, dem jeweils anderen konischen Lager zugewandten Dichtungsspalte werden begrenzt durch die Welle sowie die Nabe. Die äußeren, im Querschnitt konischen Dichtungsspalte werden begrenzt durch eine Oberfläche des Lagerkonus und eine Abdeckkappe, welche am Rotorbauteil befestigt ist und das Lager an dieser Seite verschließt. Die äußeren Dichtungsbereiche wirken außerdem als Fluidreservoir und Ausgleichsvolumen, aus welchem während der Lebensdauer des Lagersystems verdampfendes Lagerfluid ersetzt und die Temperaturausdehnung des Lagerfluids ausgeglichen wird. Die Abdeckkappe ist ein begrenzender Teil des äußeren Dichtungsspaltes und muss fertig montiert werden, bevor das Lagerfluid in den Lagerspalt des Lagers eingefüllt werden kann. Das Lagerfluid wird hierbei durch eine Öffnung in der Abdeckkappe in den Dichtungsspalt eingefüllt und gelangt dann durch Kapillarkräfte in den Lagerspalt.
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Die Abdeckkappe ist als einfaches, gepresstes Blechteil ausgebildet. Aufgrund von relativ großen Toleranzen bei der Fertigung dieses Blechteils kann der Übergang zwischen dem Lagerspalt und dem äußeren Dichtungsspalt nicht genau spezifiziert werden. Die Fertigungstoleranzen können so groß sein, so dass das effektive Volumen des Dichtungsspaltes erheblich variieren kann. Da das Lager in der Regel mit einer genau abgemessenen Menge an Lagerfluid befüllt wird, kann es vorkommen, dass in einigen Lagern zu wenig und in anderen Lagern zu viel Lagerfluid eingefüllt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein fluiddynamisches Lager der eingangs beschriebenen Bauart anzugeben, bei dem der Volumeninhalt und die Dichtwirkung der Dichtungsspalte sowie die Widerstandsfähigkeit des Lagers gegen Umwelteinflüsse optimiert sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein fluiddynamisches Lager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung und vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das beschriebene fluiddynamische Lagersystem umfasst ein erstes konisches Lager und ein dem ersten konischen Lager entgegenwirkendes zweites konisches Lager, wobei die beiden konischen Lager entlang einer feststehenden Welle angeordnet sind. Jedes der beiden konischen Lager weist einen an der Welle angeordneten Lagerkonus mit Lagerflächen sowie ein in einem Rotorbauteil angeordnetes konisches Gegenlager auf, die durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt voneinander getrennt sind. Der Lagerspalt weist ein erstes offenes Ende auf, das durch einen teilweise mit Lagerfluid gefüllten ersten Dichtungsspalt abgedichtet ist. Erfindungsgemäß ist der erste Dichtungsspalt durch Dichtungsflächen des Lagerkonus und zugeordnete Dichtungsflächen des Rotorbauteils begrenzt, wobei in einem Übergangsbereich zwischen dem Lagerspalt und dem ersten Dichtungsspalt eine umlaufende Nut oder Ausbuchtung im Rotorbauteil angeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft demnach ein doppelt konisches Lager, bei dem jedes einzelne konische Lager einen äußeren ersten Dichtungsspalt in Form einer konischen Kapillardichtung aufweist, welche zwischen der Außenfläche des Lagerkonus sowie einer angrenzenden Innenfläche des Rotorbauteils gebildet wird. Der Querschnitt des Dichtungsspaltes weitet sich ausgehend vom Lagerspalt zur Lageröffnung hin auf. Die Abdeckkappe ist nicht mehr Teil des Dichtungsspaltes, wie bei den bisher bekannten konischen Lagersystemen, sondern sie hat lediglich eine Schutzfunktion zum Schutz gegen eindringenden Schmutz und einem austreten von Lagerfluid aus dem Dichtungsbereich.
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Der erste Dichtungsspalt ist erfindungsgemäß durch zwei äußerst präzise maschinierte Bauteile, nämlich den Lagerkonus und das Rotorbauteil, begrenzt, so dass auch die Form und der Volumeninhalt des ersten Dichtungsspalts in sehr engen Toleranzen festgelegt und gefertigt werden können. Zum einen wird dadurch die Querschnittsform des kapillaren Dichtungsspaltes in engen Toleranzen reproduzierbar und damit die Fähigkeit, das Lagerfluid durch Kapillarkräfte im Dichtungsspalt zu halten, insbesondere auch im Übergangsbereich zwischen dem Lagerspalt und dem Dichtungsspalt.
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Die im Übergangsbereich zwischen dem Lagerspalt und dem ersten Dichtungsspalt vorgesehene Nut oder Ausbuchtung bildet ein zusätzliches Reservoir für das Lagerfluid. Durch die präzise maschinierte Nut oder Ausbuchtung kann deren Volumen genau definiert werden. Dieser zusätzliche Vorrat an Lagerfluid vergrößert die Lebensdauer des Lagersystems und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere Temperatureinwirkungen. Außerdem vermindert die Nut oder Ausbuchtung die Gefahr eines Eindringens von Luft über den Dichtungsspalt in den Lagerspalt.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtungsspaltes ist es möglich, bei der Montage des Lagers zunächst das Lagerfluid in das Lager einzufüllen, anschließend den korrekten Füllstand des Lagerfluids durch Einblick in den Dichtungsspalt zu messen und erst danach die Abdeckkappe zur Abdeckung des Lagers zu montieren.
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Neben den oben genannten Vorteilen hat die Erfindung noch weitere Vorteile. Zum einen kann die Abdeckkappe in ihrer Formgebung noch einfacher und kostengünstiger hergestellt werden, denn sie ist kein dichtungsrelevantes Teil und benötigt keine Einfüllöffnung für das Lagerfluid. Die Abdeckkappe muss außerdem nicht flüssigkeitsdicht mit dem Rotorbauteil verbunden sein, wie es notwendig war, als die Abdeckkappe Teil des Dichtungsspaltes war. Es entfällt daher ein flüssigkeits- bzw. heliumdichtes Verschweißen bzw. Abdichten der Verbindung mit dem Rotorbauteil bei der Montage der Abdeckkappe. Ferner entfällt die Dichtigkeitsprüfung für die Verbindung der Abdeckkappe mit dem Rotorbauteil sowie eben die Schweißverbindung bzw. Klebeverbindung für die Abdeckkappe. Im Grunde genommen muss die Abdeckkappe nicht zwangsweise vorhanden sein, sondern kann bei dem erfindungsgemäßen Lager auch entfallen, da sie im Grunde keine wichtige Funktion mehr erfüllt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Dichtungsflächen des Rotorbauteils zumindest teilweise durch einen ringförmigen Rand gebildet, der Teil des Rotorbauteils ist. Die Dichtungsflächen am Rotorbauteil sowie auch die Dichtungsflächen am Lagerkonus sind vorzugsweise in einem geringen (spitzen) Winkel in Bezug auf die Drehachse des Lagers geneigt. Dabei ist der Neigungswinkel der Lagerfläche des Rotorbauteils vorzugsweise kleiner als der Neigungswinkel der Dichtungsfläche des Lagerkonus. Sämtliche Winkel werden dabei in Bezug auf die Drehachse gemessen. Beispielsweise liegt der Neigungswinkel der Lagerfläche des Rotorbauteils in einem Bereich von 1° bis 4° in Bezug auf die Drehachse und der Neigungswinkel der Dichtungsfläche des Lagerkonus in einem Bereich zwischen 5° bis 15°. Durch diese Neigung der Dichtungsflächen des Lagers wird neben dem Kapillareffekt zur Zurückhaltung des Lagerfluids im Dichtungsspalt zusätzlich der Zentrifugaleffekt bei der Umdrehung des Lagers um die Drehachse genutzt. Durch den Zentrifugaleffekt wird das Lagerfluid nach außen auf die Dichtungsfläche des Rotorbauteils gedrückt und durch die schräge Dichtungsfläche in Richtung des Lagerinneren, wodurch ein Austreten des Lagerfluids aus dem Fluidlager zusätzlich erschwert wird.
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Die ringförmige Abdeckkappe zur Abdeckung des Lagerkonus ist in einem Abstand zum Lagerkonus am Rotorbauteil angeordnet und umgibt die Welle unter Bildurig eines ringförmigen Luftspaltes. Die Abdeckkappe wird vorzugsweise auf dem einteilig mit der Nabe ausgebildeten Rand befestigt, beispielsweise durch Schweißen, Kleben, Pressen oder einer Kombination aus zuvor genannten Methoden.
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In dem Zwischenraum zwischen der Abdeckkappe und den Oberflächen des Lagerkonus befindet sich für gewöhnlich kein Lagerfluid. Der Fluidmeniskus der Lagerfluidsäule befindet sich innerhalb des sich im Wesentlichen axial erstreckenden Dichtungsspaltes. Die Abdeckkappe bildet jedoch zusammen mit der Welle eine Spaltdichtung zur Rückhaltung von Lagerfluid, welches aus dem Lagerspalt austreten könnte.
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Da es sich bei den konischen Lagern um zweiseitig offene Lager handelt ist es wichtig, dass die im Lagerinneren mündenden Öffnungen des Lagerspaltes belüftet werden, um beide Enden des Lagerspalts auf Umgebungsdruck zu halten. Hierzu ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in der Welle eine zentrale Bohrung angeordnet ist, die mit der Außenatmosphäre verbunden ist. Über entsprechende Querbohrungen werden nun die im Inneren des Lagersystems zwischen dem oberen und dem unteren Lagerkonus mündenden Dichtungsspalte belüftet.
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Damit in jedem einzelnen Lager eine Zirkulation des Lagerfluids möglich ist, ist vorzugsweise im Lagerkonus ein Rezirkulationskanal angeordnet, der die Nut oder Ausbuchtung im Rotorbauteil mit einem entlang der Welle verlaufenden Kanal verbindet. Der entlang der Welle verlaufende Kanal ist mit einem Übergangsbereich zwischen dem Lagerspalt und dem zweiten Dichtungsspalt verbunden. Durch die Pumpwirkung der Lagerrillen auf den Lagerflächen des konischen Lagers wird das Lagerfluid im Lagerspalt in Richtung des zweiten Dichtungsspalts gepumpt und fließt durch den Kanal entlang der Welle und durch den Rezirkulationskanal im Lagerkonus zurück zum ersten Dichtungsspalt.
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Der zweite Dichtungsspalt im Lagerinneren wird durch Dichtungsflächen des Lagerkonus und zugeordnete Dichtungsflächen des Rotorbauteils begrenzt. Dieser wird gebildet durch eine konische Kapillardichtung sowie zusätzlich durch eine Pumpdichtung, die zwischen der Kapillardichtung und dem eigentlichen Lagerspalt angeordnet ist. Die Pumpdichtung weist in das Lagerinnere pumpende, spiralförmige Rillen auf und wirkt insbesondere auch als Radiallager.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Spindelmotor mit einem Stator, einem Rotor, einem elektromagnetischen Antriebssystem und einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem zur Drehlagerung des Rotors gegenüber dem Stator.
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Ein Speicherplattenlaufwerk mit einem solchen Spindelmotor, welches mindestens eine durch den Spindelmotor angetriebene Speicherplatte und Mittel zum Schreiben und/oder Lesen von Daten auf und von der Speicherplatte aufweist, wird ebenso beansprucht.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Dabei ergeben sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1: zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem
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2: zeigt einen Schnitt durch eine vergrößerte Darstellung eines Teils des Lagersystems im Bereich des oberen Lagerkonus.
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Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
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1 zeigt einen Schnitt durch einen Spindelmotor mit einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem. Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 10 mit einer Bohrung, in welcher eine Welle 12 fest aufgenommen ist. Das Lagersystem ist als konisches Lagersystem mit zwei gegeneinander arbeitenden konischen Lagerbereichen ausgebildet. An der Welle 12 sind in einem gegenseitigen axialen Abstand zwei Lagerkonusse 14, 114 angeordnet. Das obere freie Ende der Welle 12 kann mit einem feststehenden Bauteil (nicht dargestellt) verbunden sein, welches beispielsweise ein Gehäusebauteil sein kann.
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Jeder Lagerkonus 14, 114 besitzt eine ringförmige, schräg zur Drehachse 42 ausgebildete Lagerfläche 14a, 114a und eine im wesentlichen ebene Stirnfläche 54. Ein Rotorbauteil 16 ist um die Drehachse 42 relativ zu den Lagerkonussen 14, 114 drehbar angeordnet. Das Rotorbauteil 16 besitzt ebenfalls ringförmige und schräg zur Drehachse 42 angeordnete Lagerflächen 16a, 116a, die den Lagerflächen 14a, 114a der Lagerkonusse 14, 114 jeweils gegenüberliegen. Bei der Montage des Lagers wird beispielsweise der untere Lagerkonus 114 auf der Welle 12 montiert, dann wird das Rotorbauteil 16 über die Welle 12 gesteckt und schließlich der Lagerkonus 14 in einem festgelegten axialen Abstand auf der Welle 12 montiert. Die Montage erfolgt so, dass die einander gegenüberliegenden Lagerflächen 14a, 16a bzw. 114a, 116a der Lagerkonusse 14, 114 und des Rotorbauteils 16 jeweils durch einen Lagerspalt 20, 120 voneinander getrennt sind. Die Lagerspalte 20, 120 haben beispielsweise eine Breite von nur wenigen Mikrometern. Die Lagerspalte 20, 120 sind mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. Die Lagerflächen der Lagerkonusse 14, 114 bzw. die Lagerflächen des Rotorbauteils 16 besitzen in bekannter Weise Lagerrillen 28, 128, die bei Rotation des Rotorbauteils 16 relativ zu den Lagerkonussen 14, 114 eine Pumpwirkung auf das im jeweiligen Lagerspalt 20, 120 befindliche Lagerfluid ausüben. Dadurch entsteht im Lagerspalt 20, 120 ein fluiddynamischer Druck, der das Lager tragfähig macht. Die beiden konusförmigen Fluidlager arbeiten insofern gegeneinander, als dass diese das Lagerfluid in Richtung der jeweils zugeordneten Pumpdichtung 32, 132 pumpen, so dass das Lagersystem insgesamt im Gleichgewicht ist. Beide konusförmigen Fluidlager weisen fischgrätenartige Lagerrillen 28, 128 auf, die einen längeren Ast aufweisen, der dem Dichtungsspalt 22, 122 benachbart angeordnet ist, sowie einen kürzeren Ast, welcher der Pumpdichtung 32, 132 benachbart angeordnet ist. Aufgrund der stärkeren Pumpwirkung des längeren Astes der Lagerrillen 28, 128 des konischen Lagers ergibt sich insgesamt eine in das Lagerinnere gerichtete Pumpwirkung. Aufgrund der konischen Ausgestaltung der Lagerkonusse 14, 114 wirken diese zugleich als Radial- und als Axiallager.
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Die beiden Enden der Lagerspalte 20, 120 sind durch Dichtungen, vorzugsweise Kapillardichtungen in Form von ersten Dichtungsspalten 22, 122 und zweiten Dichtungsspalten 30, 130 abgedichtet. Die zweiten Dichtungsspalte 30, 130 weisen darüber hinaus eine in Richtung des jeweiligen Lagerkonus 14, 114 wirkende Pumpdichtung 32, 132 auf. Die Dichtungsspalte 22, 122 und 30, 130 sind teilweise mit Lagerfluid gefüllt. Die äußeren, ersten Dichtungsspalte 22, 122 werden begrenzt durch eine Dichtungsfläche der Lagerkonusse 14b, 114b sowie eine gegenüberliegende Dichtungsfläche 16b, 116b des Rotorbauteils 16. Das Rotorbauteil 16 weist erfindungsgemäß in beiden Dichtungsbereichen einen hochgezogenen Rand 24, 124 auf, der die Dichtungsflächen 16b, 116b zumindest teilweise ausbildet.
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Im Übergangsbereich zwischen dem Lagerspalt 20, 120 und dem ersten Dichtungsspalt 22, 122 ist eine Nut 50, 150 oder Ausbuchtung vorgesehen, die ein zusätzliches Reservoir für das Lagerfluid bildet. Die Nut 50, 150 oder Ausbuchtung ist vorzugsweise im Rotorbauteil 16 angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse 42. Das Volumen der Nut 50, 150 oder Ausbuchtung ist aufgrund der präzisen Maschinierung genau definiert und dient zur zusätzlichen Bevorratung von Lagerfluid. Dieser zusätzliche Vorrat an Lagerfluid vergrößert die Lebensdauer des Lagersystems und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, insbesondere Temperatureinwirkungen. Außerdem vermindert die Nut 50, 150 oder Ausbuchtung die Gefahr eines Eindringens von Luft über den Dichtungsspalt 22, 122 in den Lagerspalt 20, 120.
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Die Lagerspalte 20, 120 der beiden konischen Lager sind nicht miteinander verbunden, sondern weisen jeweils zwei offene Enden auf. Das jeweils außen liegende Ende der Lagerspalte 20, 120 mündet jeweils in Richtung der beiden Enden der Welle 12, während das innen liegende Ende der Lagerspalte 20, 120 innerhalb des Lagers in einen Freiraum 36 mündet, der zwischen den beiden Lagerkonussen 14, 114, der Welle 12 und dem Rotorbauteil 16 angeordnet ist. Der Freiraum 36 ist gebildet durch eine umlaufende Nut am Außenumfang der Welle 12 und oder am Innenumfang des Rotorbauteils 16.
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Das Rotorbauteil 16 wird mittels eines elektromagnetischen Antriebssystems drehend gegenüber den feststehenden Motorbauteilen angetrieben. Das Antriebssystem besteht aus einer ringförmigen Statoranordnung 38 mit mehreren Phasenwicklungen, die an der Basisplatte 10 befestigt ist. Die Statoranordnung 38 ist innerhalb einer Aussparung des Rotorbauteils 16 angeordnet und liegt einem Rotormagneten 40 direkt gegenüber. Der Rotormagnet 40 ist an einem inneren Rand des Rotorbauteils 16 angeordnet und durch einen Luftspalt von der Statoranordnung 38 getrennt. Durch entsprechende Bestromung der Phasenwicklungen der Statoranordnung 38 wird ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, welches auf den Rotormagneten 40 wirkt und den Rotor 16 in Drehung versetzt.
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Bei dem dargestellten Lagersystem mit zwei separaten konischen Lagern und jeweils angrenzenden Lagerspalten 20, 120 mit zwei offenen Enden ist es notwendig, dass die im Lagerinneren mündenden Öffnungen des Lagerspaltes 20, 120 bzw. die Dichtungsspalte 30, 130 belüftet werden, so dass an der Grenze zwischen dem im Lagerspalt befindlichen Lagerfluid und der umgebenden Luft Umgebungsdruck herrscht. Eine Belüftung der inneren Dichtungsspalte 30, 130 erfolgt vorzugsweise durch eine in der Welle angeordnete Bohrung 46, die über eine Querbohrung 48 mit dem Freiraum 36 im Lagerinneren verbunden ist. Somit herrscht im Freiraum 36 Atmosphärendruck wie auch an der Außenseite des Lagers.
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Der Dichtungsspalt 122 des unteren konischen Lagers wird entweder über eine weitere Querbohrung 148 belüftet oder aber über einen Spalt 44 zwischen dem Rotorbauteil und einem Rand der Basisplatte 10.
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2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des oberen konischen Lagers. Das untere konische Lager ist identisch ausgebildet und daher nicht dargestellt. Die Dichtungsfläche 14b des Lagerkonus 14 sowie die Dichtungsfläche 16b des Rotorbauteils 16, welche zum Teil durch den Rand 24 gebildet wird, sind beide nicht parallel zur Drehachse 42 ausgerichtet, sondern verlaufen in einem spitzen Winkel in Bezug auf die Drehachse 42. Diese Neigung der Dichtungsflächen 14b, 16b nützt die bei Rotation des Lagers auf das Lagerfluid wirkende Zentrifugalkraft aus. Die Neigung teilt die radial nach außen wirkende Zentrifugalkraft in eine radiale und eine axiale Komponente auf, wobei die axiale Komponente hilft, das Lagerfluid vom Dichtungsspalt 22 zurück in den Lagerspalt 20 zu drücken. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel der Dichtungsfläche 14b des Lagerkonus 14 größer als der Neigungswinkel der Dichtungsfläche 16b des Rotorbauteils 16.
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Erfindungsgemäß ist der größte radiale Durchmesser DN der Nut 50 oder Ausbuchtung größer als der größte radiale Durchmesser DD des Dichtungsspalts 22, 122.
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Die obere Stirnfläche 54 des Lagerkonus 14 ist in Bezug auf die Drehachse 42 im rechten Winkel angeordnet und als ebene Fläche ausgebildet. Diese relativ große ebene Fläche erleichtert das präzise Aufpressen der Lagerkonusse auf die Welle 12. Vorzugsweise ist der Durchmesser DL der ebenen Stirnfläche der Lagerkonusse 14, 114 mindestens 1,3-mal größer als der Durchmesser DW der Welle 12. Bei den bisher bekannten konischen Lagersystemen mussten die Stirnflächen der Lagerkonusse teilweise schräg ausgebildet sein, damit ein problemloses Einfüllen des Lagerfluids durch die Öffnung in de Abdeckkappe gewährleistet war.
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Die Stirnflächen 54, 154 der Lagerkonusse 14, 114 sind jeweils durch eine Abdeckkappe 18, 118 abgedeckt. Die Abdeckkappen 18, 118 schützen den Bereich der Dichtungsspalten 22, 122 vor eindringendem Schmutz. Sie gewährleisten auch, dass im unwahrscheinlichen Fall eines Austretens von Lagerfluid aus den Dichtungsspalten 22, 122 dieses Lagerfluid das Lager nicht verlassen kann. Hierzu bildet die Abdeckkappe 18 bzw. 118 eine Spaltdichtung 34, 134 mit dem Außenumfang der Welle 12. Die Abdeckkappe 18, 118 kann auf den Rand 24, 124 des Rotorbauteils 16 aufgesteckt sein, und mittels (Laser-)Schweißen, Kleben, Pressen oder einer Kombination aus den zuvor genannten Methoden befestigt sein. Der Freiraum zwischen der Abdeckkappe 18, 118 und dem Lagerkonus 14, 114 ist in der Regel frei von Lagerfluid.
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Um eine Zirkulation des Lagerfluids in den Lagerspalte 20, 120 sicherzustellen, ist in jedem Lagerkonus 14, 114 mindestens ein Rezirkulationskanal 26, 126, vorzugsweise jedoch zwei sich gegenüber liegende Rezirkulationskanäle 26, 126, angeordnet. Durch die Lagerrillen 28, 128 wird das Lagerfluid ausgehend vom Dichtungsspalt 22 in Richtung der inneren, zweiten Dichtungsspalte 30, 130 im Lagerspalt 20 befördert. Über die Rezirkulationskanäle 26, 126 kann dieses Lagerfluid wieder zurück zum ersten Dichtungsbereich 22, 122 zirkulieren. Im Bereich der zweiten Dichtungsspalte 30, 130 können außerdem noch Pumpdichtungen 32, 132 vorgesehen sein. Die Pumpdichtungen 30, 32 sind gekennzeichnet durch Rillenstrukturen, die auf der Welle 12 oder dem Rotorbauteil 16 angeordnet sind. Diese Rillenstrukturen sind derart ausgebildet, dass sie bei einer Rotation des Rotorbauteils 16 eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid in Richtung des Lagerinneren, also in Richtung des jeweiligen Lagerspaltes 20 bzw. 120 erzeugen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Basisplatte
- 12
- Welle
- 14
- Lagerkonus
- 14a
- Lagerfläche
- 14b
- Dichtungsfläche
- 16
- Rotorbauteil
- 16a
- Lagerfläche
- 16b
- Dichtungsfläche
- 18
- Abdeckkappe
- 20
- Lagerspalt
- 22
- erster Dichtungsspalt
- 24
- Rand (Rotorbauteil)
- 26
- Rezirkulationskanal
- 28
- Lagerrillen
- 30
- zweiter Dichtungsspalt
- 32
- Pumpdichtung
- 34
- Spaltdichtung
- 36
- Freiraum
- 38
- Statoranordnung
- 40
- Rotormagnet
- 42
- Drehachse
- 44
- Spalt
- 46
- Bohrung (Welle)
- 48
- Querbohrung
- 50
- Nut (Ausbuchtung)
- 52
- Kanal
- 54
- Stirnfläche Lagerkonus
- 114
- Lagerkonus
- 114a
- Lagerfläche
- 114b
- Dichtungsfläche
- 116a
- Lagerfläche
- 116b
- Dichtungsfläche
- 118
- Abdeckkappe
- 120
- Lagerspalt
- 122
- erster Dichtungsspalt
- 124
- Rand (Rotorbauteil)
- 126
- Rezirkulationskanal
- 128
- Lagerrillen
- 130
- zweiter Dichtungsspalt
- 132
- Pumpdichtung
- 134
- Spaltdichtung
- 148
- Querbohrung
- 150
- Nut (Ausbuchtung)
- 152
- Kanal
- 154
- Stirnfläche Lagerkonus
- DL
- Durchmesser Lagerkonus
- DW
- Durchmesser Welle
- DD
- Durchmesser Dichtungsspalt
- DN
- Durchmesser Nut
- DS
- Durchmesser Seal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009009505 A1 [0002]
